在内蒙古自治区中部偏西。东临黄河，西至吉兰泰盐池，南至贺兰山北麓，北接狼山。东西最宽约110公里，南北最长约150公里，面积9 900平方公里。南部多流沙，中部多垄岗型沙丘，北部多半固定和固定沙丘。沙漠北部是古黄河冲积平原，沙丘之间有大面积土质平地，并可引黄河自流灌溉，开发利用条件较好，已进行治沙工作。